Baterias de lítio são recicladas com técnica usada para extrair cafeína

Pesquisadores da Universidade de Toronto, no Canadá, desenvolveram um novo método sustentável que promete reciclar as baterias de íons de lítio utilizadas na fabricação de veículos elétricos, sem precisar de produtos químicos perigosos ou de altas temperaturas para separar os metais.

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Segundo os cientistas, essa técnica se baseia no uso de dióxido de carbono (CO2) para extrair metais raros e extremamente valiosos — incluindo lítio, cobalto, níquel e manganês — de células de energia convencionais, que chegaram ao final de sua vida útil e seriam descartadas em aterros.

“Obter esses metais por meio do minério bruto exige muita energia. Então, se reciclarmos as baterias já existentes, podemos sustentar toda a cadeia de suprimentos, ajudando a reduzir os custos dos veículos elétricos para torná-los mais acessíveis”, explica o estudante de engenharia química Jiakai Zhang, autor principal do estudo.

Evitando desperdícios

O cobalto é um ingrediente chave na produção do cátodo das baterias de íons de lítio utilizadas em veículos elétricos, principalmente daquelas produzidas por meio da combinação com níquel e manganês. Todos esses componentes são caros por causa de suas reservas pouco abundantes na natureza.

A reciclagem desses materiais não só é capaz de fornecer elementos a um custo menor, como também ajuda a reduzir necessidade de processos de mineração que prejudicam o meio ambiente, causando impactos irreversíveis e que interferem diretamente na popularização dos carros eletrificados.

“A expectativa de vida dessas baterias é de 10 a 20 anos, mas a maioria dos fabricantes de automóveis só oferece uma garantia de oito anos ou 160 mil quilômetros. Quando elas chegam ao fim da vida útil, podem ser recondicionadas ou recicladas. No entanto, muitas delas são descartadas de forma inadequada e acabam em aterros sanitários”, acrescenta a professora de engenharia de materiais Gisele Azimi, coautora do estudo.

Dióxido de carbono

Os processos convencionais de reciclagem de baterias de íons de lítio são baseados na pirometalurgia — técnica que usa altas temperaturas — ou na hidrometalurgia, que utiliza ácidos e outros agentes corrosivos para extrair metais. O problema é que ambos os processos consomem muita energia e geram grandes quantidades de resíduos tóxicos.

Uma saída encontrada pelos pesquisadores está na extração de fluido supercrítico, um processo que separa um componente do outro, utilizando dióxido de carbono como solvente. Essa técnica exige apenas uma temperatura acima de 31 °C e pressão equivalente a 7 megapascais.

Durante os testes realizados em laboratório, esse processo conseguiu extrair lítio, níquel, cobalto e manganês das baterias com uma eficiência de 90%, em comparação com métodos tradicionais, usados para separar metais de outros materiais presentes nas células de energia.

“A vantagem do nosso método é que usamos CO2 como solvente em vez de ácidos ou bases perigosas. O dióxido de carbono é abundante, barato e inerte, e também é fácil de manusear, ventilar e reciclar. Esse processo não é novo, nós apenas adaptamos um sistema usado desde a década de 1970 pela indústria alimentícia para extrair cafeína dos grãos de café”, encerra Azimi.